Узнаем про технологии применения неорганических энергоносителей, переработке органических отходов и биомассы водорослей в биотопливо.
Михаил Власкин, победитель конкурса «Энергия молодости» ассоциации «Глобальная энергия», заведующий лабораторией энергоаккумулирующих веществ ОИВТ РАН, работает над технологиями применения неорганических энергоносителей, а также над переработкой органических отходов и биомассы водорослей в биотопливо. Ученый убежден, что в условиях роста антропогенного воздействия на окружающую среду потребность в новых экологически безопасных и вместе с тем экономически эффективных системах энергоснабжения только возрастает.
Перспективное топливо
Использование в качестве топлива алюминия, который обладает высокими удельными характеристиками и реакционной способностью, может стать одним из перспективных способов применения неорганических энергоносителей. При окислении данного металла не образуются выбросы парниковых газов, а твердый продукт окисления может быть возвращен в цикл производства алюминия.
Михаил Власкин уверен, что в перспективе алюминиевое топливо может стать альтернативой бензину в ряде приложений. «Наш научный коллектив стал победителем конкурса «Энергия молодости» в 2009 году, в ходе работ по гранту нами были проведены расчетно-теоретические исследования, результаты которых были использованы при создании и испытании энергоустановок мощностью 10 и 100 кВт. Алюминий в данных установках окисляется в воде с выделением тепла и водорода. Тепло реакции окисления алюминия и химическая энергия водорода преобразуются в полезную электроэнергию и тепло», – отмечает ученый.
По словам Михаила Власкина, на данном этапе их команда работает над улучшением достигнутых результатов и занимается разработкой эффективных установок по преобразованию химической энергии алюминия с более высоким КПД и низкой стоимостью вырабатываемой энергии. Последнее достигается за счет того, что ученые научились окислять алюминиевый лом в воде, в то время как раньше им приходилось использовать более дорогие мелкодисперсные порошки.
Еще одно перспективное направление с точки зрения первичного источника энергии, по мнению Михаила Власкина, это биоэнергетика. На данный момент он занимается разработкой научно-технических основ применения микроводорослей для очистки сточных вод и захвата CO2, а также производством топлива из биомассы микроводорослей методом гидротермального сжижения.
Для получения бионефти из микроводорослей водную суспензию биомассы нагревают до температуры около 300°С при повышенном давлении, которое поддерживает жидкое состояние воды. Такой способ гидротермального сжижения обеспечивает высокую энергоэффективность и позволяет использовать микроводоросли во влажном состоянии, сразу после культиватора. В разработанном способе происходит переработка сразу всей биомассы водорослей (липидов, белков и углеводов), что приводит к увеличению выхода бионефти.
Третье важное направление исследований Михаила Власкина – применение в энергетике различных органических отходов, в частности, твердых коммунальных отходов (ТКО). По данным Всемирного банка, объем образуемых ежегодно только ТКО составляет около 2 млрд. тонн. В 2035 году их энергетический потенциал в соответствии с прогнозами Всемирного банка и Международного энергетического агентства может составить более 20 % от энергетического потенциала угля. Из органической части твердых коммунальных отходов можно получить биоуголь методом гидротермальной карбонизации, что представляет собой процесс ускоренной углефикации.
«Биоуголь может отправляться на сжигание на традиционные угольные электростанции для использования в качестве добавки к традиционному углю. Таким образом, возможно отказаться от мусоросжигательных заводов, которые имеют более низкий по сравнению с угольными электростанциями КПД преобразования химической энергии топлива в электроэнергию», — добавил Михаил Власкин.
Напомним, Михаил Власкин стал одним из победителей конкурса перспективных научных исследований и разработок «Энергия молодости» в 2009 году за исследования перспективных теплосиловых установок алюмоводородной энергетики. «Глобальная энергия» проводила конкурс «Энергия молодости» с 2004 года, победителями которого стали 178 молодых исследователей из 67 субъектов РФ.
С 2019 года ассоциация вывела свою молодежную программу на международный уровень. Теперь молодые ученые со всего мира в возрасте до 40 лет, занимающиеся исследованиями и разработками в области энергетики, могут принять участие в конкурсе на лучший исследовательский проект и реализованную идею. Победители получат гранты и личные премии в размере одного миллиона рублей каждый.
Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.
